(57)【要約】【課題】  撮像素子近傍の光学素子上に存在する異物が撮影画像に写りこむことによる画質の劣化を効果的に抑えることを可能にする撮像装置を提供する。【解決手段】  撮像装置は、撮像光学系１０２により結像された被写体像を光電変換する撮像素子１０６と、被写体像を撮像素子に対して相対的に移動させるための手振れ補正レンズ１０３と、手振れを検出する手振れ検出センサ１０８と、手振れ検出センサ１０８の出力と撮影ごとに変更される予め定められるオフセット量とに基づいて手振れ補正レンズ１０３を駆動する駆動部１０９ａと、複数枚の被写体画像を取得する制御手段とを備える。【選択図】  図３
2007323030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系により結像された被写体像を光電変換する撮像手段と、
前記被写体像を前記撮像手段に対して相対的に移動させるための移動手段と、
手振れを検出する手振れ検出手段と、
前記手振れ検出手段の出力に基づいて、前記手振れを打ち消すための前記移動手段の移動量を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された移動量に予め定められるオフセット量を加算して前記移動手段を駆動する駆動手段と、
前記予め定められるオフセット量を撮影ごとに変更して複数枚の撮影画像を取得する制御手段とを備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記オフセット量は、前記撮像光学系の絞り値に応じて定められることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
撮像光学系により結像された被写体像を光電変換する撮像手段と、
前記被写体像を前記撮像手段に対して相対的に移動させるための移動手段と、
前記撮像光学系の絞り値に基づいて予め定められるオフセット量に従って前記移動手段を駆動する駆動手段と、
前記予め定められるオフセット量を撮影ごとに変更して複数枚の撮影画像を取得する制御手段とを備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
前記移動手段は、前記撮像光学系の一部、前記撮像手段又は前記撮像光学系内に配置された頂角プリズムのいずれか１つを駆動することによって、前記被写体像を移動させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記オフセット量は、０を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記複数枚の撮影画像を比較することにより、少なくとも前記撮像手段の近傍に付着した異物に関する位置情報を含む、異物領域情報を検出する異物検出手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記異物検出手段は、前記オフセット量を参照して異物を検出することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記オフセット量に基づいて、前記複数枚の撮影画像を位置合わせして合成する画像合成手段と、
前記画像合成手段により合成する際に、前記オフセット量と前記異物領域情報とに基づいて、前記複数枚の撮影画像のうちの１つである第１の撮影画像における前記異物が写りこんだ一部の領域を、前記複数枚の撮影画像のうちの前記第１の撮影画像とは異なる他の撮影画像における前記異物が写りこんでいない一部の領域で補正する画像補正手段とを備えることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
撮像装置において取得された複数枚の撮影画像と、前記撮像装置において前記複数枚の撮影画像を得る際に被写体像を撮像手段に対して相対的に移動させるための移動手段に与えたオフセット量とを取得する取得手段と、
前記複数枚の撮影画像を比較することにより、少なくとも前記撮像手段の近傍に付着した異物に関する位置情報を含む、異物領域情報を検出する異物検出手段と、
前記オフセット量に基づいて、前記複数枚の撮影画像を位置合わせして合成する画像合成手段と、
前記画像合成手段により合成する際に、前記オフセット量と前記異物領域情報とに基づいて、前記複数枚の撮影画像のうちの１つである第１の撮影画像における前記異物が写りこんだ一部の領域を、前記複数枚の撮影画像のうちの前記第１の画像とは異なる他の撮影画像における前記異物が写りこんでいない一部の領域で補正する画像補正手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の撮像装置と、
請求項９に記載の画像処理装置とを備えることを特徴とする撮像システム。
【請求項１１】
撮像光学系により結像された被写体像を光電変換する撮像手段と、前記被写体像を撮像手段に対して相対的に移動させるための移動手段と、手振れを検出する手振れ検出手段とを備える撮像装置を制御する方法であって、
前記手振れ検出手段の出力に基づいて、前記手振れを打ち消すための前記移動手段の移動量を算出する算出工程と、
前記算出工程において算出された移動量に予め定められるオフセット量を加算して前記移動手段を駆動する駆動工程と、
前記予め定められたオフセット量を撮影ごとに変更して複数枚の撮影画像を取得する制御工程と含むことを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１２】
撮像光学系により結像された被写体像を光電変換する撮像手段と、前記被写体像を撮像手段に対して相対的に移動させるための移動手段とを備える撮像装置を制御する方法であって、
前記撮像光学系の絞り値に基づいて予め定められるオフセット量に従って前記移動手段を駆動する駆動工程と、
前記予め定められたオフセット量を撮影ごとに変更して複数枚の撮影画像を取得する制御工程と含むことを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１３】
撮像装置において取得された複数枚の撮影画像と、前記撮像装置において前記複数枚の撮影画像を得る際に被写体像を撮像手段に対して相対的に移動させるための移動手段に与えたオフセット量とを取得する取得工程と、
前記複数枚の撮影画像を比較することにより、少なくとも前記撮像手段の近傍に付着した異物に関する位置情報を含む異物領域情報を検出する異物検出工程と、
前記オフセット量に基づいて、前記複数枚の撮影画像を位置合わせして合成する画像合成工程と、
前記画像合成工程により合成する際に、前記オフセット量と前記異物領域情報とに基づいて、前記複数枚の撮影画像の内の１つである第１の撮影画像における前記異物が写りこんだ一部の領域を、前記複数枚の撮影画像のうちの前記第１の画像とは異なる他の撮影画像における前記異物が写りこんでいない一部の領域で補正する画像補正工程とを含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１４】
請求項１１又は請求項１２に記載の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１５】
請求項１３に記載の画像処理方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラなどにおいて撮像素子近傍に付着した異物が撮影画像に写りこむことによる画質の劣化を抑制することを可能にする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年カメラのデジタル化が急速に進んでおり、特に従来の一眼レフカメラと同様の光学配置で、フィルムを光電変換を行う撮像素子に置き換えた所謂デジタル一眼レフカメラの普及が進んでいる。デジタル一眼レフカメラではフィルムの巻き取り、交換という作業が存在しない。そのため、レンズ交換等の作業において、一旦撮像素子近傍にゴミ等の異物が侵入すると、継続して異物が撮影した像に写り込む。そのため一連の撮影画像の品質を損ねてしまうという問題がある。
【０００３】
特許文献１は、撮像装置において異物を除去する方法を開示している。特許文献１に開示された発明によると、ブロアーなどを用いてユーザーが清掃作業を行うことなく、撮像面近傍に配置された防塵素子を動作させることによって、レンズ交換等の作業において付着した異物を除去し高品位の像を得ることができる。
【０００４】
特許文献２は、基準画像から異物による輝度変化を補正する方法を開示している。特許文献２に開示された発明によると、基準となる一様な輝度を持つ被写体を撮影し、そのときの輝度分布から透過率マップを生成する。その後、ユーザーが撮影した画像に対して、適切にゲイン補正を行うことによって、異物による透過率変化を補正し、高品位の像を得ることができる。
【０００５】
特許文献３は、複数の画像から異物検出を行う方法を開示している。特許文献３に開示された発明によると、ユーザーは予め複数の画像を取得し、複数画像にわたるコントラスト等の不変部分を検出し、不変部分を基に異物位置を検出する。ユーザーは適切にクリーニングモードなどで異物除去を行った後に、撮影を行うことによって、高品位の像を得ることができる。
【特許文献１】特開２００２−２０４３７９号公報（図１）
【特許文献２】特開２００４−２２２２３１号公報（図６）
【特許文献３】特開２００４−１７２８２０号公報（図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の発明では、防塵素子を新たに設ける必要があり、製造コストがかかるといった問題があった。
【０００７】
また、特許文献２の発明では、テクスチャの影響が出てしまうような参照画像が適切ではない場合には、適切なゲイン補正を行うことができず、良好な画像を得ることができないといった問題があった。
【０００８】
また、特許文献３の発明では、ユーザーは事前にクリーニングモードなどで異物の除去を行う動作を行う必要があり、撮像直前に付着した異物に対しては対応できないといった問題があった。
【０００９】
従って、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、撮像素子近傍の光学素子上に存在する異物が撮影画像に写りこむことによる画質の劣化を効果的に抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の側面は、撮像装置に係り、撮像光学系により結像された被写体像を光電変換する撮像手段と、前記被写体像を前記撮像手段に対して相対的に移動させるための移動手段と、手振れを検出する手振れ検出手段と、前記手振れ検出手段の出力に基づいて、前記手振れを打ち消すための前記移動手段の移動量を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された移動量に予め定められるオフセット量を加算して前記移動手段を駆動する駆動手段と、前記予め定められるオフセット量を撮影ごとに変更して複数枚の撮影画像を取得する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第２の側面は、撮像装置に係り、撮像光学系により結像された被写体像を光電変換する撮像手段と、前記被写体像を前記撮像手段に対して相対的に移動させるための移動手段と、前記撮像光学系の絞り値に基づいて予め定められるオフセット量に従って前記移動手段を駆動する駆動手段と、前記予め定められるオフセット量を撮影ごとに変更して複数枚の撮影画像を取得する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第３の側面は、画像処理装置に係り、撮像装置において取得された複数枚の撮影画像と、前記撮像装置において前記複数枚の撮影画像を得る際に被写体像を撮像手段に対して相対的に移動させるための移動手段に与えたオフセット量とを取得する取得手段と、前記複数枚の撮影画像を比較することにより、少なくとも前記撮像手段の近傍に付着した異物に関する位置情報を含む、異物領域情報を検出する異物検出手段と、前記オフセット量に基づいて、前記複数枚の撮影画像を位置合わせして合成する画像合成手段と、前記画像合成手段により合成する際に、前記オフセット量と前記異物領域情報とに基づいて、前記複数枚の撮影画像のうちの１つである第１の撮影画像における前記異物が写りこんだ一部の領域を、前記複数枚の撮影画像のうちの前記第１の画像とは異なる他の撮影画像における前記異物が写りこんでいない一部の領域で補正する画像補正手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第４の側面は、撮像光学系により結像された被写体像を光電変換する撮像手段と、前記被写体像を撮像手段に対して相対的に移動させるための移動手段と、手振れを検出する手振れ検出手段とを備える撮像装置を制御する方法に係り、前記手振れ検出手段の出力に基づいて、前記手振れを打ち消すための前記移動手段の移動量を算出する算出工程と、前記算出工程において算出された移動量に予め定められるオフセット量を加算して前記移動手段を駆動する駆動工程と、前記予め定められたオフセット量を撮影ごとに変更して複数枚の撮影画像を取得する制御工程と含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明の第５の側面は、撮像光学系により結像された被写体像を光電変換する撮像手段と、前記被写体像を撮像手段に対して相対的に移動させるための移動手段とを備える撮像装置を制御する方法に係り、前記撮像光学系の絞り値に基づいて予め定められるオフセット量に従って前記移動手段を駆動する駆動工程と、前記予め定められたオフセット量を撮影ごとに変更して複数枚の撮影画像を取得する制御工程とを含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明の第６の側面は、画像処理方法に係り、撮像装置において取得された複数枚の撮影画像と、前記撮像装置において前記複数枚の撮影画像を得る際に被写体像を撮像手段に対して相対的に移動させるための移動手段に与えたオフセット量とを取得する取得工程と、前記複数枚の撮影画像を比較することにより、少なくとも前記撮像手段の近傍に付着した異物に関する位置情報を含む異物領域情報を検出する異物検出工程と、前記オフセット量に基づいて、前記複数枚の撮影画像を位置合わせして合成する画像合成工程と、前記画像合成工程により合成する際に、前記オフセット量と前記異物領域情報とに基づいて、前記複数枚の撮影画像の内の１つである第１の撮影画像における前記異物が写りこんだ一部の領域を、前記複数枚の撮影画像のうちの前記第１の画像とは異なる他の撮影画像における前記異物が写りこんでいない一部の領域で補正する画像補正工程とを含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明の第７の側面は、プログラムに係り、上記の制御方法又は画像処理方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、撮像素子近傍の光学素子上に存在する異物が撮影画像に写りこむことによる画質の劣化を効果的に抑えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の好適な第１の実施の形態に係る撮像装置を示す図である。１０１はデジタルカメラ等の撮像装置、１０２は撮影レンズ等の撮像光学系、１０３は撮像光学系１０２に配置された手振れ補正レンズ、１０４は撮像光学系の光軸、１０５はレンズ鏡筒、１０６は撮像素子、１０７はメモリを示す。また、１０８は手振れを検出するジャイロセンサによって構成される手振れ検出センサ、１０９ａは手振れ補正レンズ１０３を駆動する駆動部、１１０は電源、１１１はレリーズ釦を示す。
【００１９】
撮像装置１０１は、撮像光学系１０２と不図示のピント調整部を用いて、被写体像を撮像素子１０６近傍に結像させる。撮像素子１０６は、撮像光学系１０２により結像された被写体像を光電変換する。そして、ユーザーによるレリーズ釦１１１の操作と同期させて、撮像素子１０６から画像信号を取得し、メモリ１０７へ記録する。また、手振れ補正をするモードの場合には、露光中に手振れ検出センサ１０８の信号に基づいて、駆動部１０９ａが手振れ補正レンズ１０３を駆動することによって、手振れによる画像のズレを補正する。なお、手振れ補正をするモードの有効／無効はスイッチ２１１によって設定される。また、スイッチ２１１は、後述の異物補正を有効とするか否かの設定を行うことも可能である。
【００２０】
図２は、撮像装置１０１の電気的構成を示すブロック図である。撮像装置１０１は、例えば、撮像系、画像処理系、記録再生系、制御系で構成される。撮像系は、例えば、撮像光学系１０２及び撮像素子１０６を含む。画像処理系は、例えば、Ａ／Ｄ変換器２０１、画像処理回路２０２を含む。記録再生系は、例えば、記録処理回路２０３、メモリ１０７を含む。制御系は、例えば、カメラシステム制御回路２０５、ＡＦ（オートフォーカス）センサ２０６、ＡＥ（自動露出）センサ２０７、手振れ検出センサ１０８、操作検出回路２０８、及びレンズシステム制御回路２０９を含む。また、手振れ補正レンズ１０３の位置を検出する位置検出センサ２０４も備えている。なお、レンズシステム制御回路２０９には、手振れ補正レンズ１０３を駆動する駆動部１０９ａが備えられている。
【００２１】
撮像系は、物体からの光を撮像光学系１０２を介して撮像素子１０６の撮像面に結像する光学処理系であり、ＡＥセンサ２０７の信号に基づいて、図示しない絞りなどを用いて、適切な光量の物体光を撮像素子１０６に露光する。画像処理回路２０２は、Ａ／Ｄ変換器２０１を介して、撮像素子１０６から受けた撮像素子１０６の画素数に対応する画像信号を処理する信号処理回路であり、ホワイトバランス回路、ガンマ補正回路、補間演算による高解像度化を行う補間演算回路等を有する。
【００２２】
記録処理回路２０３は、メモリ１０７への画像信号の出力を行うと共に、表示部２１０に出力する像を生成し、保存する。また、記録処理回路２０３は、公知の方法を用いて画像や動画の圧縮を行う。
【００２３】
制御系は、操作検出回路２０８と、カメラシステム制御回路２０５と、ＡＦセンサ２０６と、ＡＥセンサ２０７と、手振れ検出センサ１０８と、レンズシステム制御回路２０９を含む。操作検出回路２０８は、レリーズ釦１１１等の操作を検出する。カメラシステム制御回路２０５は、操作検出回路２０８の検出信号に応答して各部を制御し、撮像の際のタイミング信号などを生成して出力する。ＡＦセンサ２０６は、撮像装置１０１のピント状態を検出する。ＡＥセンサ２０７は、被写体の輝度を検出する。手振れ検出センサ１０８は、手振れを検出する。レンズシステム制御回路２０９は、カメラシステム制御回路２０５の信号に応じて、適切にレンズなどを制御する。また、レンズシステム制御回路２０９は、内部の駆動部１０９ａを用いて手振れ補正レンズ１０３を駆動する。
【００２４】
制御系は、外部操作に応答して、撮像系、画像処理系、記録再生系をそれぞれ制御する。例えば、レリーズ釦１１１の押下を検出して、撮像素子１０６の駆動、画像処理回路２０２の動作、記録処理回路２０３での圧縮処理などを制御する。更に、表示部２１０によって光学ファインダー、液晶モニタ等に情報の表示を行う情報表示装置の各セグメントの状態を制御する。
【００２５】
カメラシステム制御回路２０５には、ＡＦセンサ２０６とＡＥセンサ２０７が接続されており、これらの信号を元にレンズ、絞りを適切に制御する。カメラシステム制御回路２０５には、手振れ検出センサ１０８が接続され、スイッチ２１１で手振れ補正を行うモードが設定されると、この手振れ検出センサ１０８の信号と算出部２１２の算出結果に基づいて、駆動部１０９ａが手振れ補正レンズ１０３を駆動する。なお、スイッチ２１１の設定は、レンズシステム制御回路２０９を介して、カメラシステム制御回路２０５に通知される。
【００２６】
次に、手振れ補正システムについて、図３〜図５を用いて詳細に説明する。手振れ補正系の制御ブロックは、図３に示すように構成されている。手振れ検出センサ１０８で検出された手振れ信号は、所定の周波数以上の信号を通過させるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）３０２を通過した後、積分器３０３により振れ量に換算される。そして、この換算された振れ量に、手振れ補正レンズ１０３の位置を検出する位置検出センサ２０４の検出信号が、算出部２１２において加味され、第１の移動目標量３００ａが生成される。
【００２７】
通常の手振れ補正制御であれば、この第１の移動目標量３００ａに基づいて駆動部１０９ａを制御し、手振れ補正レンズ１０３を駆動することによって、ユーザーの手振れを相殺する。本実施形態においては、更に、メモリ１０７に格納されたオフセット量３０１が読み出され、第１の移動目標量３００ａに加算されて第２の移動目標量３００ｂが生成される。そして、この第２の移動目標量３００ｂに従って、駆動部１０９ａを制御し、手振れ補正レンズ１０３を駆動する。なお、オフセット量は、１枚撮影するごとに変更される予め定められる所定量であり、第１の移動目標量は、１枚の撮影中（撮像素子１０６への露光中）の間もユーザーの手振れに従って刻々と変更される量である。具体的には後述する。また、ハイパスフィルタ３０２および積分器３０３はカメラシステム制御回路２０５に内蔵されている。
【００２８】
上記の説明においては、手振れ補正レンズ１０３の移動方向につき１軸を対象に１系統分説明したが、実際には手振れ補正レンズ１０３は、光軸１０４に対して垂直な面内で移動する。従って、平面内の２軸で移動させるためには２系統分必要となり、本実施形態においても２系統有するものとする。
【００２９】
図４は、図３のフィードバック制御系による手振れ補正レンズ１０３の動作を概略的に説明するための図である。横軸は時間の経過を表し、縦軸は光軸中心からの偏心量を表す。実線は、被写体像が撮像素子１０６上で振れることなく、光軸１０４を中心として結像するように、ユーザーの手振れに応答して、手振れ補正レンズ１０３を駆動した場合を表す。すなわち、通常の手振れ補正制御による駆動であり、第１の移動目標量３００ａに基づいて駆動部１０９ａを制御したときの状態を示したものである。これに対し本実施形態においては、点線のように手振れ補正レンズ１０３を駆動する。まず、オフセット量３０１としての第１のオフセット量１５０１ａを与え、第１の移動目標量３００ａに加算することで第２の移動目標量３００ｂを得る。このオフセット量は１枚目の撮影に係る露光の前後にわたって一律に適用される。なお、このオフセット量１５０１ａは、被写体像を上方に所定量ずらすものとする。このオフセット量１５０１ａを与えて、手振れ補正レンズ１０３を駆動した場合、被写体像が撮像素子１０６上で振れることなく、光軸１０４よりオフセット量に応じた分だけ上方にずれて結像する。従って、撮像素子１０６からは、上方にオフセット量１５０１ａに応じた分だけ画角のずれた、手振れのない画像信号を得ることができる。
【００３０】
次に、同一被写体に対する２枚目の撮影に移る際に、オフセット量３０１として第２のオフセット量１５０１ｂを与える。このオフセット量１５０１ｂは、被写体像を下方にずらすものとする。この第２のオフセット量１５０１ｂを第１の移動目標量３００ａに加算することで、第２の移動目標量３００ｂを得る。１枚目の撮影と同様に、このオフセット量は２枚目の撮影に係る露光の前後にわたって一律に適用される。このオフセット量１５０１ｂを与えて、手振れ補正レンズ１０３を駆動した場合、被写体像が撮像素子１０６上で振れることなく、光軸１０４よりオフセット量に応じた分だけ下方にずれて結像する。従って、撮像素子１０６からは、下方にオフセット量１５０１ｂに応じた分だけ画角のずれた、手振れのない画像信号を得ることができる。このようにして連続して同一被写体を撮影することで、手振れを補正しつつ、オフセット量３０１を切り替えて画角が少しずつ異なる複数の画像を取得することができる。図４では、上下に被写体像をずらす場合を説明したが、オフセット量３０１を適当に与えることにより、左右や、斜め方向にずらすことも可能である。従って、例えば、右斜め上、右斜め下、左斜め上、左斜め下となるようにオフセット量３０１を順次切り替えれば、同一の被写体に対し、少しずつ画角の異なる４枚の画像信号を得ることが可能となる。
【００３１】
次に、手振れ補正レンズ１０３を駆動する機構について図５を用いて説明する。図５は、撮像光学系１０２の一部の光学系である手振れ補正レンズ１０３を移動させる機構を概略的に示す図である。
【００３２】
図５（ａ）において、４０１はレンズを保持する可動枠、１０３は手振れ補正レンズ、４０３は鏡筒に取り付けられた固定部、４０４は可動枠上の支持／案内部、４０５は支持／案内部と同軸に取り付けられたバネを示す。また、４０６ａ、４０６ｂは固定部に取り付けられたコイル、４０７ａ、４０７ｂは可動枠に取り付けられたマグネットを示す。図５（ｂ）は図５（ａ）に示した手振れ補正機構の右側面図である。図５（ｂ）において、４１０、４１２は図５（ａ）には図示しないヨークである。４１１は図５（ａ）には図示しない可動部の位置検出センサである。具体的にはホール素子により構成される。図５（ｃ）は図５（ａ）の４０２矢視図である。可動枠４０１は支持／案内部４０４によって固定部４０３に対して平面運動可能に案内支持されている。図５（ｃ）では、長円形の案内溝４１３の中に円形の支持／案内部４０４が挿入されている。手振れ補正機構は、３箇所とも同一の構造とすることによって、撮像光学系１０２の光軸１０４の方向には拘束され、光軸１０４に直行する平面上では運動させることができる。可動枠４０１上には、手振れ補正レンズ１０３及び駆動用のマグネット４０７ａ、４０７ｂが取り付けられている。また、可動枠４０１は支持／案内部４０４と同軸に取り付けられたバネ４０５によって弾性支持されており、駆動力が発生していないときは手振れ補正レンズ１０３の中心が光軸１０４にほぼ一致するように配置されている。駆動部分は図５（ｂ）に示すようにマグネット４０７ａの両側をヨークで挟み込み、片側にコイル４０６ａを備えた構成をしている。駆動部分の原理は図６を用いて説明する。
【００３３】
図６（ａ）、（ｂ）は、図５（ａ）に示す点線４０８を断面として駆動回路部分を抜粋した矢視図である。駆動用マグネット４０７ａは２極で厚み方向に着磁されている。更に、マグネット４０７ａの着磁方向の両側にはヨーク４１０、４１２が設けられており、多くの磁束は外に漏れることなく、図６（ａ）の図中に示すような矢印方向の磁界を発生させている。この状態でコイル４０６ａに通電すると、コイル４０６ａ上の領域５０１と５０２には、それぞれ反対方向の電流が流れる。一方、磁界の方向も反対であるため、フレミング左手の法則によって同一方向の力が発生する。このときコイルが固定されているため、作用反作用の法則によって可動部に取り付けられたマグネット４０７ａが力を受けて駆動される。駆動力はコイル４０６ａの電流に比例し、コイル４０６ａに流す電流の向きを反対方向にすることによって、マグネット４０７ａが受ける駆動力も反対にすることができる。駆動力が発生すると、可動部がバネ４０５によって弾性支持されているので、バネ力と釣り合う点まで変位する。つまり、コイル４０６ａの電流を適切に制御することによって、可動部の位置を制御することができる。更に、ヨーク４１０上にはホール素子４１１が取り付けられており、図６（ｂ）に示すように、コイル４０６ａに電流を印加することにより発生した駆動力によってマグネット４０７ａが変位すると、ホール素子４１１上の磁気バランスも変化する。そのため、ホール素子４１１の信号を得ることによって、マグネット４０７ａの位置を検出することが可能となる。
【００３４】
図５、図６では、可動部にマグネットが配置され、固定部にコイルが配置されたムービングマグネット方式での実施形態を例示した。しかしながら、本実施形態は、可動部にコイルが配置され、固定部にマグネットが配置されたムービングコイルやその他の駆動方法を用いた手振れ補正機構を備えた撮像装置についても適用可能である。
【００３５】
次に、本実施形態に係る撮像動作について図７を用いて説明する。図７は本実施形態における撮像動作のフローチャートである。図７における各ステップを順に説明して撮像動作を説明する。なお、ユーザーの設定によって本実施形態の動作の実行／不実行が選択可能となっているものとする。
【００３６】
最初に、カメラシステム制御回路２０５が本実施形態に係る手振れ補正及び異物補正（図７では、「手振れ補正＆異物補正」と表記）を実行しない場合（ステップＳ６０１で「ＮＯ」）について説明する。通常の手振れ補正のみを実行する場合（ステップＳ６０２で「ＹＥＳ」）、ステップＳ６０３において、通常の手振れ補正用の目標値、すなわち第１の移動目標量３００ａを算出する。そして、第１の移動目標量３００ａに基づいて手振れ補正レンズ１０３を駆動し（ステップＳ６０４）、手振れ補正をした状態で撮影シーケンスを実行する（ステップＳ６０５）。
【００３７】
ステップＳ６０５の撮影のシーケンスの詳細を図８に示す。レリーズ釦１１１の押下げ操作によって発生する撮影開始信号を受けると、まず、ステップＳ７０１でＡＦ／ＡＥ動作を行う。具体的には、ＡＦセンサ２０６、ＡＥセンサ２０７から得られた信号に基づき、カメラシステム制御回路２０５がレンズシステム制御回路等を介して焦点合わせ、絞り調整及び露光時間設定を行う。そして、ステップＳ７０２で撮像素子１０６に被写体像を露光させる。その後、光電変換された画像信号を撮像素子１０６から読み出し、Ａ／Ｄ変換器２０１でＡ／Ｄ変換されたデジタル信号を、ステップＳ７０３で画像処理回路２０２により画像処理する。具体的には、公知のγ補正、ホワイトバランス補正、圧縮処理等の画像処理を施し、画像ファイルを生成する。そして、ステップＳ７０４において、記録処理回路２０３により、生成した画像ファイルをメモリ１０７に記録し、一連の撮影シーケンスを終了する。
【００３８】
図７に戻り、ステップＳ６０５で撮影シーケンスの実行が終了すると、ステップＳ６０６に進む。ユーザーは、表示部２１０に被写体像を逐次表示させることにより、被写体像を確認しながら撮影前に構図を決めることができるが、このエイミングの間にも、逐次表示される被写体像に対して手振れ補正を行うことが可能である。ステップＳ６０６では、エイミング時の手振れ補正が設定されているか否かを判断する。設定されていれば、通常の手振れ補正制御と同様に手振れ補正レンズ１０３を駆動し、設定されていなければ、手振れ補正レンズ１０３の駆動を行わないようにする。
【００３９】
一方、スイッチ２１１により、手振れ補正と共に異物補正も実行されるように設定されている場合には、ステップＳ６０１からステップＳ６０８へ進む。ステップＳ６０８において、まず、現在の撮影枚数ｉを０に設定し、取得枚数をｎ（ｎは２以上の整数）に設定する。次に、ステップＳ６０９において、通常の手振れ補正用の目標値、すなわち第１の移動目標量３００ａを算出する。この第１の移動目標量３００ａは、ｎ枚の撮影画像を取得するまで、ユーザーの手振れに応じて逐次更新する。次に、ステップＳ６１０に進み、メモリ１０７に格納されたオフセット量３０１を読み出し、ステップＳ６０９で算出した第１の移動目標量３００ａに加算して、第２の移動目標量３００ｂを算出する。ここで、オフセット量３０１は、現在の撮影枚数ｉによって更新され、取得枚数ｎに対応してｎ個用意されるものである。例えば、取得枚数が４枚であれば、ｉ＝１、すなわち１枚目の撮影では被写体像が右斜め上にシフトするオフセット量を、ｉ＝２、すなわち２枚目の撮影では被写体像が右斜め下にシフトするオフセット量を用意する。また、ｉ＝３、すなわち３枚目の撮影では被写体像が左斜め上にシフトするオフセット量を、ｉ＝４、すなわち４枚目の撮影では被写体像が左斜め下にシフトするオフセット量を用意する。従ってこの場合は、オフセット量３０１として、第１のオフセット量１５０１ａから第４のオフセット量１５０１ｄが用意されることになる。具体的なオフセット量としては、想定される撮像素子近傍に付着する異物の大きさや、撮影時の撮影光学系の絞り値によって決定されるが、具体的な決定の仕方については、第２の実施形態と共に詳述する。また、前述のように、第１の移動目標量３００ａが１枚の撮影中においても刻々と更新されるのに対し、オフセット量３０１は１枚の撮影中は固定された値をとる。
【００４０】
オフセット量３０１を加味した目標値（第２の移動目標量３００ｂ）が算出されると、これに基づいて手振れ補正レンズ１０３を駆動する（ステップＳ６１１）。そして、手振れ補正レンズ１０３が駆動されている状態で、撮影シーケンスを実行する。ここでの撮影シーケンスは、図８を用いて説明したステップＳ６０５の撮影シーケンスと、ＡＦ／ＡＥを行うステップＳ７０１が相違するので、この点を説明する。
【００４１】
ステップＳ６０５の撮影シーケンスでは、１枚の画像を適正露出で撮影するために、ＡＥセンサ２０７から得られた信号に基づいて絞り調整及び露光時間を設定していた。しかし、ステップＳ６１１における撮影シーケンスにおいては、取得枚数ｎに応じて絞り調整および露光時間を変更する。すなわち、取得されるｎ枚の画像データは、最終的に１枚の画像データに合成することを予定しているため、それぞれの画像データは適正露出よりもアンダーの露出でよい。アンダー露出で撮影すると、適正露出に対し高速のシャッター速度でよいので、手振れや被写体振れおよびランダムノイズの発生に対して有利である。例えば取得枚数ｎを４とすると、それぞれのシャッター速度は、ＩＳＯ感度、絞り値が同じであれば、適正露出のそれに対し１／４でよい。従って、ステップＳ６１１における撮影シーケンスにおいては、ステップＳ７０１で、取得枚数ｎに応じて絞り値及び露光時間を設定するものとする。
【００４２】
ステップＳ６１２では、図８の一連の処理の後、更に、現在の撮影枚数ｉを１つカウントアップ（ｉ＝ｉ＋１）する。
【００４３】
そして、ステップＳ６１３に進み、現在の撮影枚数ｉが取得枚数ｎに達したか否かの判断を行う。ｉがｎと等しくない場合、すなわち、まだ取得する予定の枚数分撮影を行っていない場合には、ステップＳ６１０に戻る。
【００４４】
ステップＳ６１０では、オフセット量３０１として、カウントアップされたｉに対応する第ｉのオフセット量に更新して、ｉ枚目の撮影を行う（ステップＳ６１０〜ステップＳ６１２）。このようにして、同一の被写体を繰り返し撮影する。
【００４５】
ステップＳ６１３において、現在の撮影枚数ｉが取得枚数ｎに達したと判断されると、ステップＳ６１４に進む。ステップＳ６１４では異物補正処理および画像合成処理を行う。この異物補正処理および画像合成処理（図７では、「異物補正処理＆画像合成処理」と表記）について、図９を用いて説明する。
【００４６】
図９は、取得画像データから異物検出を行って画像合成を行うまでの処理を行うためのブロック図である。オフセット量３０１を更新して撮影された複数枚の画像１９０３ａ、１９０３ｂ、…１９０３ｎがメモリ１０７から画像処理回路２０２内の画像合成部１９０４に入力される。また、複数枚の画像に対応するオフセット量３０１が画像処理回路２０２内の画像合成部１９０４及び異物検出部１９０６にそれぞれ入力される。このとき、オフセット量３０１は、複数枚の画像にそれぞれ対応した、第１のオフセット量１５０１ａから第ｎのオフセット量１５０１ｎである。画像合成部１９０４では、オフセット量３０１に基づいて複数枚の画像の位置合わせと画像の露出調整などを行ってこれら複数枚の画像から１枚の画像を合成する。この合成処理の際に、以下の異物検出を並行して行い、補正処理を実行する。
【００４７】
異物検出部１９０６では、オフセット量３０１を参照しつつ、複数枚の画像から公知の方法によって異物の位置、大きさなどの異物領域情報を検出する。特に本実施形態においては、同一被写体を連続して撮影した複数枚の画像と共にオフセット量３０１が存在するので、より正確に異物の検出が可能となる。
【００４８】
撮像素子近傍の光学素子、例えば、撮像素子のカバーガラスや光学ローパスフィルタや赤外カットフィルタの表面に異物が付着した場合に、継続してその影が撮影した画像に写り込む。このとき、異物の付着位置は、撮像素子１０６の画素に対し、相対的に固定している。つまり、異物によって生じる影は、常に一定の画素に生じることになる。一方、手振れ補正レンズ１０３を所定のオフセット量を与えて駆動することにより、被写体像は撮影ごとに撮像素子１０６の画素に対してシフトする。従って、撮影ごとにオフセット量を変化させて複数枚の同一被写体像を取得すると、取得される画像信号については、撮影画像ごとに被写体と異物の影の相対位置が変化することになる。
【００４９】
従って、１枚目の撮影画像から検出された異物の位置、大きさなどの異物領域情報は、撮像素子１０６の有効画素領域を基準とすると、２枚目、３枚目…も同じ位置、同じ大きさの情報となる。このとき、被写体像は１枚目、２枚目…で相対的にシフトした関係になる。
【００５０】
逆に、被写体像を基準として考えると、つまり、上述のようにオフセット量を参照して被写体像が相互に一致するように合成する場合を考えると、異物の影が撮影画像ごとに相対的に変位することになる。すると、１枚目の異物の影に隠れた部分に本来存在すべき被写体像は、２枚目、３枚目には異物の影に隠れることなく、写っていることになる。
【００５１】
画像補正部１９０５では、画像合成部１９０４でｎ枚の撮影画像を合成する際に、異物検出部１９０６で検出された異物領域情報に基づいて補正を行う。具体的には、それぞれの撮影画像において異物検出部１９０６で検出された異物の影が存在する領域は、合成に用いないことにより実現する。このとき、ある異物に注目すると、オフセット量が異物の大きさに対して十分であれば、ｎ枚の撮影画像を重ねても異物の影の領域に掛からない領域と、ｎ枚のうち１枚が異物の影の領域に掛かる領域が生じることになる。そして、合成する際には、ｎ枚のうち１枚が異物の影に掛かる領域は、異物の影になっているその１枚は合成に用いないので、他のｎ−１枚を合成する際に、異物の影に掛からない領域に対して、ｎ／（ｎ−１）倍の増幅処理を行いながら合成を行う。
【００５２】
なお、付着している異物が複数存在する場合には、オフセット量３０１に基づいて複数枚の画像の位置合わせを行ったときに、異なる異物が同じ被写体部分に重なることがある。すると、ｎ枚を合成する際に複数枚が合成に用いることができないことになる。この複数枚をｋ枚とすると、異物の影に掛からない領域に対して、ｎ／（ｎ−ｋ）倍の増幅処理を行いながら合成を行えばよい。
【００５３】
また、同一被写体を、所定のオフセット量を与えてｎ枚の画像を得て合成すると、周辺部の領域はｎ枚分重ね合わせることができない。従って、このような領域は合成処理を行う際にトリミングすることとし、ｎ枚を重ね合わせることのできる領域を矩形で切り出すものとする。
【００５４】
なお、複数枚の撮影画像を合成する際に位置合わせを行うが、このときオフセット量３０１に基づいて行うのは上述の通りである。ただし、手振れ補正も同時に行う場合には、撮影ごとに手振れ補正レンズ１０３の光軸への中心復帰動作を行わないと、この補正量によるずれ分が残る。従って、位置合わせを行う場合には、オフセット量のみに基づくのではなく、公知のパターンマッチング技術を併用するなどして、精度を高めるのが望ましい。このように、異物検出、画像合成、画像補正を行って生成された画像ファイルは、異物の写りこみのない合成画像１９０７として、メモリ１０７に格納される。
【００５５】
図７に戻り、ステップＳ６１４で異物補正処理および合成処理を終えると、一連の撮影処理を終了し、撮影準備の状態となるステップＳ６０６に進む。
【００５６】
図９で説明した処理を、具体的に模式図を用いて説明する。図１０は画像合成前の２枚の撮影画像とこれらを重ね合わせた様子を表す。図１０（ａ）、図１０（ｂ）は、手振れ補正機構のオフセット量３０１を互いに異ならせて２つの撮影画像を得た場合の模式図である。ここでの説明は簡単のため、合成する枚数（取得枚数）をｎ＝２とする。具体的には、１枚目の撮影時に、被写体像が左にずれるようにオフセット量１５０１ａを与え、２枚目の撮影時に、被写体像が右にずれるようにオフセット量１５０１ｂを与える。従って、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように、被写体像が撮像素子１０６上で互いに異なる位置に結像する。図１０（ａ）、図１０（ｂ）中に示す８０１、８０２は、異物によって像が失われた領域、すなわち異物の影となった領域を示す。異物は撮像素子１０６近傍に付着しているため、その異物によって生じる影は常に一定の画素に現れる。従って、図１０（ａ）、図１０（ｂ）の外枠は撮像素子１０６の有効画素領域を示すが、８０１、８０２の位置は、この外枠に対して同一の位置となる。つまり、有効画素領域を基準とすると、図１０（ａ）と図１０（ｂ）で、影となる領域が一致し、被写体像が相対的にずれる関係となる。これに対し図１０（ｃ）は、被写体像を基準として重ね合わせた様子を示す。具体的には、与えたオフセット量１５０１ａと１５０１ｂを加算した量を撮像素子上での量に換算したものは、両画像における被写体像の相対的なずれとほぼ等しくなる。従って、例えば、図１０（ａ）の画像に図１０（ｂ）の画像をこの換算された加算量分シフトさせると、被写体像をほぼ一致させることができる。すると、それぞれの画像において影となった領域が、相対的にずれることになる（図１０（ｃ）上の８０１および８０２）。このとき、被写体像を基準として、１枚目の撮影画像の図１０（ａ）の影の領域８０１に対応する図１０（ｂ）の８０１ａの領域は、異物の影になることなく、被写体像の情報を得ている。同様に、２枚目の撮影画像の図１０（ｂ）の影の領域８０２に対応する図１０（ａ）の８０２ａの領域は、異物の影になることなく、被写体像を得ている。従って、図１０（ａ）と図１０（ｂ）の画像を合成処理する場合には、図１０（ｃ）において、８０１と８０２の領域以外ではそれぞれの画素ごとに加算を行う。そして、８０１の領域では図１０（ｂ）の８０１ａの領域の画素に対して２倍の増幅処理を行い、図１０（ａ）の８０１の領域の画素情報は利用しないこととする。同様に、８０２の領域では図１０（ａ）の８０２ａの領域の画素に対して２倍の増幅処理を行い、図１０（ｂ）の８０２の領域の画素情報は利用しないこととする。更に、図１０（ｃ）において、両端部分はシフトによって重なりが生じない領域であるが、この領域は切り捨てることとする。このようにして、異物の影が存在しない被写体画像を得ることができる。
【００５７】
更に、本実施形態では、撮影中の短い時間で複数の像を得るため、２つの像はほぼ同一である。そのため、従来技術のように、クリーニングモードでクリーニングを行ってから撮影を行うまでの間に異物が付着すると補正できないという問題も生じない。また、ユーザーが均一な紙などを用意して参照画像を取得する必要が無く、ユーザーの利便性も向上する。
【００５８】
なお、本実施形態では、複数の画像を撮像装置内で合成する場合について説明したが、撮像装置側では複数の撮影画像の取得のみを行い、異物の検出及び撮影画像の合成処理を撮像装置外部の画像処理装置で行ってもよい。具体的には、ＰＣなどの画像処理装置において、撮像装置とＰＣをＬＡＮなどで接続することにより、もしくは、着脱可能な記録媒体を介して、ＰＣに複数の撮影画像とオフセット量３０１の情報を取り込むことができる。これにより、異物の検出及び画像の合成処理を撮像装置外部の画像処理装置で実現することが可能となる。
【００５９】
図１１は、このような撮像システム２０００を示す図である。撮像システム２０００は、本発明の好適な実施の形態に係る撮像装置２００１と、画像処理装置２００２とを備える。また、画像処理装置２００２は、画像合成部２００４と、画像補正部２００５と、異物検出部２００６とを備える。
【００６０】
画像合成部２００４には、撮影された複数枚の画像２００３ａ、２００３ｂ、…、２００３ｎ及びオフセット量３０１が入力される。画像合成部２００４は図９の画像合成部１９０４に相当し、オフセット量３０１に基づいて複数枚の画像の位置合わせと画像の露出調整などを行い、複数枚の画像から１枚の画像を合成する。異物検出部２００６は図９の異物検出部１９０６に相当し、オフセット量３０１を参照しつつ、複数枚の画像から異物の位置、大きさなどの異物領域情報を検出する。画像補正部２００５は図９の画像補正部１９０５に相当し、画像合成部２００４で撮影画像を合成する際に、異物検出部２００６で検出された異物領域情報に基づいて補正を行う。このようにして、異物領域情報を補正した合成画像２００７を生成する。生成した合成画像２００７は外部のメモリやＨＤＤに格納される。
【００６１】
このように、撮像装置から切り離された画像処理装置において処理を行うと、撮像装置では、処理に時間を要する画像合成処理や異物検出処理にカメラシステム制御回路２０５の処理能力を奪われることがない。従って、シャッタチャンスを逃すことが少なくなるなどのメリットを享受できる。
【００６２】
（第２の実施形態）
図１２〜図１５に本発明の好適な第２の実施の形態に係る撮像装置を示す。図１２は本実施形態に適した撮像装置を示す図であって、第１の実施形態で示したものと同様の構成要素には同一の参照符号を付している。第１の実施形態と異なる点は、撮像素子１０６そのものを動かす（シフトさせる）ことによって手振れ補正を行う点である。そのため、手振れ補正のための駆動部１０９ｂを撮像素子１０６近傍に備えている。駆動部１０９ｂは撮像素子１０６をシフト駆動する。これに伴い、手振れ補正をするモードの有効／無効、および異物補正を有効とするか否かの設定を行うスイッチ２１１は、撮像装置１０１側に設けられている。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。
【００６３】
図１３は本実施形態に係る撮像装置の電気的構成を示すブロック図である。第１の実施形態で示したものと同様の構成要素には同一の参照符号を付している。第１の実施形態と異なる点は、手振れ補正をするための駆動手段がレンズシステム制御回路２０９には含まれるのではなく、撮像素子１０６をシフト駆動する駆動部１０９ｂとして備えている点である。撮像のプロセスなどに関しては、第１の実施形態に示したものと同様である。
【００６４】
図１４及び図１５に撮像素子１０６をシフト駆動する機構の例を示す。図１４において、１０６は撮像素子、１１０１、１１０２は駆動コイル、１１０３、１１０４は可動部の位置検出を行うホール素子、１１０５、１１０６、１１０７、１１０８はマグネットを示す。また、１１０９は第１の保持部、１１１０は第１の保持部１１０９上に設けられた第１の案内部、１１１１は第２の保持部、１１１２は第２の保持部１１１１上に設けられた第２の案内部、１１１３は鏡筒に固定される第３の保持部を示す。また、１１１４は第１の保持部１１０９と図示しない固定部との間に設けられた第１の弾性体、１１１５は第２の保持部１１１１と図示しない固定部との間に設けられた第２の弾性体を示す。第１の案内部１１１０と第２の案内部１１１２が案内する方向は互いに直交している。また、撮像素子１０６を備えた第１の保持部１１０９は第１の弾性体１１１４及び第２の弾性体１１１５によって弾性支持されている。
【００６５】
図１５は駆動部の構成を示す図である。磁気回路は２つ存在するが９０度角度が異なるだけで同様の構成となっているので、駆動コイル１１０１及びマグネット１１０５、１１０６によって構成される駆動部を用いて説明を行う。図１５において、１２０３は磁束を模擬的に示した矢印、１２０１、１２０２は図１４には図示しないヨークである。マグネット１１０５、１１０６は２つの領域に分割して着磁されている。そのため図１５に図示したように磁束の多くは背面のヨーク１２０１、１２０２を使って循環する閉磁路１２０３を構成する。駆動コイル１１０１に電流が流れることによって、フレミング左手の法則に従って駆動コイル１１０１に対して力が発生する。発生した力と第１の弾性体１１１４及び第２の弾性体１１１５とのつりあいによって第１の保持部１１０９及び撮像素子１０６は変位する。第１の保持部１１０９が変位することによって、第１の保持部１１０９上に設けられたホール素子１１０３、１１０４も変位する。結果として、固定部に設けられた磁気回路と相対的に変位するので、ホール素子１１０３、１１０４の信号から第１の保持部１１０９の位置が検出可能であり、フィードバック制御を行うことができる。更に、露光中においては、レンズ情報と手振れ検出センサ１０８の信号に基づいて、適切に駆動コイル１１０１及び１１０２の電流を制御することによって、振れの少ない高品位な画像を得ることができる。
【００６６】
手振れ補正系の制御ブロックは、駆動対象が手振れ補正レンズ１０３ではなく撮像素子１０６である点を除いて、第１の実施形態と同様に図３に示すように構成されている。図３において、オフセット量３０１は、後述するようにカメラシステム制御回路２０５により適切に設定される。
【００６７】
撮像に関するフローは第１の実施形態と同様であり図７及び図８に示したとおりである。ここでは、オフセット量３０１の設定方法について図１６及び表１を用いて説明する。
【００６８】
図１６において、１３０１は異物が付着する光学素子であり、例えば、撮像素子のカバーガラスや光学ローパスフィルタや赤外カットフィルタである。１３０２ａ、１３０２ｂは図１２の撮像光学系１０２の射出瞳であり、１３０３ａ、１３０３ｂは光学素子１３０１の表面に付着した異物である。１３０４ａ、１３０４ｂは撮像素子１０６上で異物１３０３ａ、１３０３ｂによって影響を受ける領域、つまり異物によって生じる影の領域を表している。図１６（ａ）は撮像光学系１０２の絞りを開放した状態、図１６（ｂ）は撮像光学系１０２の絞りを一定量絞った状態をそれぞれ表している。図１６から明らかなように、撮像素子１０６上で異物１３０３ａ、１３０３ｂによって影響を受ける領域１３０４ａ、１３０４ｂは、異物１３０３ａ、１３０３ｂの外径、撮像光学系１０２の絞り値（Ｆ値）、撮像素子１０６と光学素子１３０１の距離によって決まる。異物１３０３ａ、１３０３ｂの外径をｒ、撮像光学系１０２の絞り値をＦｎｏ、撮像素子１０６と光学素子１３０１の距離をｌとする。領域１３０４ａ、１３０４ｂは、外径ｒに絞り値に反比例する量を加算した値で表される。一般には、領域１３０４ａ、１３０４ｂの直径は、以下の数式１で表すことができる。
【００６９】
ｒ＋ｌ／Ｆｎｏ  …  数式１
ここで光学素子１３０１に付着する異物１３０３ａ、１３０３ｂを考える。異物１３０３ａ、１３０３ｂと光学素子１３０１の間には、クーロン力、液架橋力、ファンデルワールス力などが作用していると考えられる。しかし、大きな異物は、上記の力よりも重力による力が勝るため、付着できずに落下すると考えられる。これは、異物１３０３ａ、１３０３ｂの形状、光学素子１３０１の表面形状、光学素子１３０１と異物１３０３ａ、１３０３ｂの帯電状態などによって大きく影響を受ける。しかし、異物の付着を抑制するように構成された光学素子１３０１では、およそ０．１ｍｍを超える大きさの異物１３０３ａ、１３０３ｂは付着せず、重力によって光学素子１３０１から剥がれて落ちる。従って、ｒ＝０．１ｍｍに設定すると、異物１３０３ａ、１３０３ｂの最大直径は、０．１＋ｌ／Ｆｎｏと規定することができる。ここで、撮像素子１０６と光学素子１３０１の距離をｌとしているので、この値は撮像装置固有の値である。また、Ｆｎｏは、ユーザーが任意に設定する値もしくは撮像装置が自動的に設定する値であって、一連の複数枚の撮影画像を取得する際には一定に保たれる値であるので、１枚目の撮影が開始される時に決定される値である。
【００７０】
上記の関係から、複数枚の撮影画像を得る際に、互いの被写体像のシフト量が０．１＋ｌ／Ｆｎｏ以上となるようにオフセット量３０１を設定すれば、その複数枚の撮影画像において異物の影の領域が互いに重なり合うことがほぼなくなる。そこで、例えば４枚の撮影画像を取得する際に、左下、左上、右下、右上の順に撮像素子１０６をシフト駆動することを考えると、各オフセット量１５０１ａ、１５０１ｂ、１５０１ｃ、１５０１ｄは、表１のように与えると良い。
【００７１】
【表１】
2007323030.tif 000003
【００７２】
表１に従って４枚の画像を取得したときの画像の例を図１７に示す。図１７（ａ）〜（ｄ）において、１４０１〜１４０４はそれぞれの画像において異物の影となった領域を示している。図１７（ｅ）は４つの画像を位置合わせして重ねた画像を示す図である。図１７（ｅ）からわかるように、それぞれの撮影画像で生じた異物の影の領域は互いに重ならない。従って、例えば、図１７（ａ）の１４０１に隠れた被写体像の領域は、他の３枚の同一領域を４／３倍の増幅処理を行いつつ重ね合わせればよい。このとき図１７（ａ）の１４０１の領域は重ね合わせに用いない。同様に１４０２〜１４０４についても、他の３枚を重ね合わせる。また、図１７（ｅ）において、４枚が重ならない周辺領域は、トリミングにより切り落とす。このように補正処理を行うことで、異物の影が写り込んでいない被写体画像を得ることができる。
【００７３】
このように適切なオフセット量３０１を設定すると、被写体像を必要以上にずらさないで済むため、制御対象の駆動による消費電力を抑えることができる。本実施形態では４つのオフセット量３０１ｂを与えて４枚の撮影画像を取得したが、２枚以上の撮影画像を取得するのであればその取得枚数は限定されない。
【００７４】
また、本実施形態においては、１枚目からオフセット量を与えて被写体像をシフトしたが、例えば１枚目もしくは何枚目かのオフセット量を０としても良い。このとき、互いの撮影画像を重ね合わせたときに、異物の影が重ならないよう、他の撮影画像取得時には上記のように、被写体像間隔が０．１＋ｌ／Ｆｎｏ以上となるようにオフセット量３０１を設定すれば良い。
【００７５】
第１の実施形態においても、オフセット量の設定については、第２の実施形態で説明した方法と同様の考え方が適用できる。第２の実施の形態では、撮像素子１０６をシフト駆動するため、図１６を用いて説明したように、結像する被写体像換算でオフセット量を算出した。第１の実施の形態では、手振れ補正レンズ１０３を駆動するため、撮像素子１０６上で０．１＋ｌ／Ｆｎｏ以上となるような、手振れ補正レンズ１０３のオフセット量を算出して用いれば良い。
【００７６】
また、第１の実施の形態も、第２の実施の形態も、図７のフローに示すように、手振れ補正を行いつつオフセット量を設定して複数の撮影画像を取得していたが、これに限らない。すなわち、複数の撮影画像を取得する際に、シャッター速度がある程度速ければ（例えば１／（撮影光学系１０２の焦点距離）秒より高速）、その露光時間において手振れが生じる恐れが小さいので、手振れ補正を行わなくても良い。このとき、図３において、駆動部１０９ａは算出部２１２によって算出される第１の移動目標量３００ａを考慮することなく、オフセット量３０１にのみ基づいて駆動することになる。
【００７７】
また、各実施形態の目的は、次のような方法によっても達成される。すなわち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給する。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】第１の実施形態に係る撮像装置の断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る撮像装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態に係る手振れ補正レンズ１０３の駆動に関するブロック図である。
【図４】手振れ補正レンズ１０３の動作を説明するための図である。
【図５】第１の実施形態に係る手振れ補正機構の例を示す図である。
【図６】第１の実施形態に係る手振れ補正機構の駆動力発生部を示す図である。
【図７】撮像装置の動作を示すフロー図である。
【図８】撮像装置のシーケンスを示すフロー図である。
【図９】画像処理方法のデータの流れを示すブロック図である。
【図１０】画像合成前の２枚の撮影画像とこれらを重ね合わせた様子を示す図である。
【図１１】撮像システムの構成を示すブロック図である。
【図１２】第２の実施形態に係る撮像装置の断面図である。
【図１３】第２の実施形態に係る撮像装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図１４】第２の実施形態に係る手振れ補正機構の例を示す図である。
【図１５】第２の実施形態に係る手振れ補正機構の駆動力発生部を示す図である。
【図１６】第２の実施形態において、異物によって影響を受ける領域を示す模式図である。
【図１７】画像合成前の４枚の撮影画像とこれらを重ね合わせた様子を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０２  撮像光学系
１０３  手振れ補正レンズ
１０６  撮像素子
１０８  手振れ検出センサ
１０９ａ  駆動部
２１２  算出部
【図１】
2007323030.tif 000004
【図２】
2007323030.tif 000005
【図３】
2007323030.tif 000006
【図４】
2007323030.tif 000007
【図５】
2007323030.tif 000008
【図６】
2007323030.tif 000009
【図７】
2007323030.tif 000010
【図８】
2007323030.tif 000011
【図９】
2007323030.tif 000012
【図１０】
2007323030.tif 000013
【図１１】
2007323030.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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